Аккумуляторные накопители в сетях постоянного тока
Аккумуляторные системы с питанием от постоянного тока
Сети постоянного тока приобретают все большее значение в промышленности, поскольку сети постоянного тока могут значительно повысить энергоэффективность и устойчивое развитие. Чтобы оптимально использовать эти преимущества, сети должны быть устойчивыми и надежно запитанными. Значительный вклад в это вносят аккумуляторные системы накопления энергии (BESS).
Требование
Безопасность поставок на All Electric Society Factory
Мы были одними из первых промышленных предприятий в Германии, кто оснастил наше новое здание в Бломберге, All Electric Society Factory, сетью постоянного тока, чтобы использовать связанные с этим преимущества. Конечно, особое внимание было уделено надежности поставок в сочетании с максимальной энергоэффективностью. Поэтому интеграция аккумуляторной системы хранения, напрямую подключенной к сети постоянного тока, была очевидным выбором.
Одним из преимуществ BESS постоянного тока с постоянной связью является ее эффективность по сравнению с традиционными системами переменного тока. Поскольку не требуется преобразование постоянного тока (DC) в переменный ток (AC) и наоборот, потери при преобразовании исключены. Это приводит к более эффективному использованию накопленной энергии, максимизирует доступную мощность и делает аккумуляторные накопители привлекательным вариантом для сетей постоянного тока.
Экономичная выработка электроэнергии с использованием возобновляемых источников также играет важную роль на All Electric Society Factory. Она дает возможность стратегически реорганизовать собственные закупки энергии, чтобы защитить себя от растущих цен на электроэнергию и обеспечить надежность поставок. С помощью системы хранения аккумуляторов можно приобретать дешевую электроэнергию и использовать ее тогда, когда она необходима.
Аккумуляторные накопители отличаются гибкостью, поскольку могут поглощать и отдавать электрическую энергию с высокой производительностью и временем срабатывания в миллисекундном диапазоне. Благодаря модульной конструкции их можно гибко масштабировать и настраивать – вплоть до крупноформатных промышленных систем хранения. Методы анализа позволяют осуществлять точный мониторинг и контроль энергоемкости и производительности батарей. Собранные данные могут быть использованы в интеллектуальных сетях для обеспечения оптимального питания, хранения и использования энергии. Это не только способствует стабильности сети, но и позволяет более эффективно интегрировать возобновляемые источники энергии.
Сеть постоянного тока оптимизирует всю энергетическую цепочку – от производства до распределения и потребления. Системы накопления энергии здесь незаменимы.
Тобиас Люке из Phoenix Contact Power Supplies GmbH и Роман Альберти из Voltfang GmbH
Сотрудничество как фактор успеха
Phoenix Contact сотрудничает с компанией Voltfang
Компания Voltfang GmbH из Аахена разрабатывает методы утилизации батарей для электромобилей. Батареи со вторым сроком службы или перепроизведенные батареи, предназначенные для электромобильности, обычно имеют более высокую нагрузочную способность, чем батареи, разработанные для стационарного использования. Компания Voltfang использует это преимущество и делает ставку на повторное использование высокопроизводительных батарей, рассчитанных на высокую стабильность циклов. Оптимизированные стратегии эксплуатации и интеллектуальное управление энергопотреблением максимально увеличивают срок службы этих батарей и обеспечивают их эффективность в стационарных установках. Система управления энергопотреблением Voltfang в сочетании с PLCnext Technology позволяет реализовать такие сценарии, как купирование пиковой нагрузки, оптимизация самопотребления, динамические тарифы на электроэнергию и гибкий маркетинг, и оптимизировать экономическую работу энергосистемы. Компания из Ахена уже несколько лет работает над соединением аккумуляторных систем с сетями постоянного тока. Это заложило основу для успешного сотрудничества.
Решение
От идеи до реальной работы: аккумуляторный накопитель дополняет All Electric Society Factory
Сотрудничество Phoenix Contact и Voltfang привело к созданию решения с объемом хранения 300 кВт/ч. Voltfang использует переквалифицированные аккумуляторные модули от электромобилей для блока хранения энергии, который был установлен перед All Electric Society Factory. Они получают еще одну жизнь, прежде чем их переработают: продлевают срок службы в стационарных хранилищах. Силовые модули постоянного тока CHARX используются в качестве интерфейса между сетью постоянного тока и батареей, обеспечивая мощность системы 270 кВт в обоих направлениях потока энергии. Помимо таких компонентов шкафа управления, как клеммные блоки, элементы безопасности, реле и вставки предохранителей, был использован вспомогательный источник питания 24 В DC серии Quint, включая ИБП от Phoenix Contact.
Компоненты питаются от аккумулятора. Это дает системе возможность запускать всю сеть постоянного тока в черном режиме и, следовательно, выполнять функцию резервного питания в энергосистеме здания. Система размещена в 20-футовом контейнере и защищена от перенапряжения продукцией из серии VAL MB компании Phoenix Contact. DC-BESS интегрируется в управление сетью постоянного тока с помощью платформы PLCnext Technology от Phoenix Contact. Система Voltfang EMS использует упрощенный алгоритм управления для регулирования параметров зарядки и разрядки исключительно через системное напряжение звена постоянного тока. Это выравнивает колебания напряжения и стабилизирует сеть. Характеристика, используемая для управления, задается аккумуляторной системе накопления энергии системой управления энергией более высокого уровня в зависимости от соответствующего приложения управления энергией. Обычно система хранения работает как стабилизатор сети. Такая архитектура системы обеспечивает устойчивость к ошибкам и масштабируемость благодаря минимизации связи между отдельными подсистемами энергосети. В рамках пилотного проекта компании создали модульную, масштабируемую, сбалансированную и одновременно эффективную систему хранения энергии, которая также используется в других промышленных сетях постоянного тока в аналогичных масштабах благодаря своей более высокой эффективности и меньшему использованию материалов по сравнению с соединением переменного тока.
Продукция для аккумуляторных систем с питанием от постоянного тока